浙江
心血管疾病與終末期腎病患者對血管移植物需求迫切。自體血管來源有限，而現有合成材料（如聚四氟乙烯）和脫細胞天然血管移植物因易發血栓、內膜增生、鈣化及感染等并發癥，在直徑小于6毫米的小口徑血管或血液透析動靜脈瘺中應用效果不佳。主要挑戰在于材料缺乏生物活性，無法支持宿主組織再生與整合。
近日，南開大學生命科學學院、藥物化學生物學國家重點實驗室孔德領、王凱、朱美峰教授團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）發表題為《增強型生物管作為即拿即用型再生血管移植物》（Reinforced biotubes as readily available and regenerative vascular grafts）的研究論文。該研究通過體內生物工程技術結合聚己內酯纖維骨架增強與脫細胞工藝，制備出一種具備合適力學強度、抗扭結、耐反復穿刺且可長期儲存的“即拿即用”型再生血管移植物（dPB），并在多種大動物模型中證實其促進血管組織再生的能力。
研究團隊首先將熔融紡絲制備的聚己內酯纖維骨架植入動物皮下，利用異物反應誘導自體組織形成“生物管”，再經脫細胞處理去除免疫原性物質，獲得由纖維骨架和脫細胞基質組成的復合移植物。該材料在4℃磷酸鹽緩沖液中儲存12個月后，楊氏模量、拉伸強度、爆破壓力等力學指標無明顯衰減，且優于人大隱靜脈。更重要的是，脫細胞基質呈現出疏松多孔的“蛛網”狀微觀結構。與致密的脫細胞天然動脈相比，dPB富含Ⅲ型、Ⅷ型、Ⅻ型、ⅪV型膠原，這些膠原類型與組織修復和再生密切相關。蛋白組學分析進一步揭示，dPB富集了調節免疫反應和促進創面愈合的相關蛋白，特別是能夠誘導巨噬細胞向M2型（促再生表型）極化的生物活性分子（如Prg2、Grn、Vcam1）。體外實驗證實，培養在dPB上的巨噬細胞M2極化比例達40.5%，顯著高于脫細胞動脈組的12.1%；其條件培養基可顯著促進內皮細胞增殖與遷移。在體內，通過氯膦酸鹽脂質體清除巨噬細胞后，dPB的內皮細胞和平滑肌細胞覆蓋度大幅下降，證明巨噬細胞介導了dPB的促再生效應。
研究團隊在多個大動物模型中系統評估了dPB的性能。在犬頸動脈置換模型中，直徑4毫米的肝素修飾dPB植入12個月后通暢率100%，管腔內壁完全被血管性血友病因子陽性內皮細胞覆蓋，管壁形成環狀排列的α-平滑肌肌動蛋白陽性平滑肌細胞層，并恢復了對鉀離子、腎上腺素、乙酰膽堿等血管活性物質的生理響應。聚己內酯纖維在12個月內逐步降解，分子量下降約40%，而再生組織的應力-應變曲線已接近天然動脈，實現了力學補償。在豬心臟冠狀動脈搭橋模型中，直徑3.8毫米的肝素修飾dPB植入3個月后通暢率達75%（3/4），同樣形成完整內皮和平滑肌層，且M2型巨噬細胞比例顯著高于M1型。在無需肝素修飾的犬動靜脈瘺模型中，直徑6毫米的dPB在24周內保持100%通暢（6/6），而ePTFE人工血管的通暢率降至50%（3/6）。dPB能夠耐受16G透析針反復穿刺，止血時間僅為ePTFE的一半，穿刺后無明顯結構損傷或假性動脈瘤形成。組織學檢查顯示dPB完全細胞化、形成均勻新生內膜，無鈣化、感染或內膜異常增生，而ePTFE組出現細菌感染、內膜不規則增生及穿刺孔洞。所有模型中均未觀察到dPB的免疫排斥反應，T細胞增殖、免疫球蛋白、C反應蛋白等指標均無異常升高。該研究為臨床急需的即用型、促再生血管移植物提供了全新解決方案。
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